直井中钻柱非线性螺旋屈曲准静态加载模型研究

采用有限元法对直井中钻柱非线性螺旋屈曲准静态加载模型的控制微分方程进行了求解,对钻柱螺旋屈曲准静态加载模型的合理性进行了理论验证,证明了钻柱螺旋屈曲准静态加载问题和特征值问题,力学模型中考虑了钻柱的重力,摒弃了传统分析中的小位移假设。研究表明,钻柱的螺旋屈曲过程是一个稳定的加载过程;钻柱屈曲位移的幅值随轴向载荷的增大而增大;钻柱的屈曲位移、弯矩和井壁约束力线密度都呈周期性变化;将钻柱的螺旋屈曲问题作为一个准静态加载问题来分析是合理的;采用准静态加载模型计算得到的钻柱初始失稳载荷与钻柱正弦屈曲线性特征值问题的分析结果吻合。